CHƢƠNG 2 : Giáo dục môi trƣờng
3.5.3.Sự cố hạt nhâ nở Fukushima
3.5. Thảm họa nguyên tử
3.5.3.Sự cố hạt nhâ nở Fukushima
Hình 3. 46: Nhà máy điện hạt nhân Fukushima
Tháng 3/ 2011, do ảnh hưởng từ động đất và sóng thần, bốn nhà máy điện hạt nhân ở Đông Bắc Nhật Bản đã bị hư hại. Nhưng bị ảnh hưởng nhiều nhất là nhà máy Fukushima I thuộc tỉnh Fukushima. Fukushima I là nhà máy điện hạt nhân được xây dựng và vận hành đầu tiên của Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO), gồm tổ hợp 6 lò phản ứng. Nhà máy này đã hoạt động được 40 năm. Các tổ hợp của nó cung cấp lượng điện 4,7GW và là một trong 25 nhà máy điện lớn nhất trên thế giới.
Hình 3. 47: Hai nhà máy Fukushima I và Fukushima II chịu ảnh hƣởng nhiều nhất từ trận động đất, sóng thần
Các vụ nổ liên tiếp ở các lò phản ứng hạt nhân số 1 (ngày 12/3/2011), số 3 (14/3/2011) và số 2 (15/3/2011) tại nhà máy Fukushima I là sự thiệt hại to lớn, gây nên mối qua tâm lo lắng sâu sắc đối với ngành công nghệ điện hạt nhân của Nhật bản và cả toàn thế giới. Mức phóng xạ đo được gần các lò phản ứng số 2 và số 3 của nhà máy điện hạt nhân Fukushima I đã lên tới 400 mili sievert. Sự lan truyền phóng xạ trong không khí đến các khu vực dân cư xung quanh các lò phản ứng bị sự cố và đến cả ở Tokyo cũng đã ghi nhận được.
Hình 3. 49: Ví trí nhà máy Fukushima I (Fukushima Daiichi) và các vòng tròn mô phỏng khu vực sơ tán hoặc ở yên trong nhà và vùng cấm bay tại Fukushima.
CHƢƠNG 4: Giáo dục môi trƣờng thông qua chƣơng trình hóa học lớp 10
4.1. Bài 2: Hạt nhân nguyên tử -Nguyên tố hóa học – Đồng vị Phần III - Đồng vị
Ngoài kiến thức trong sách giáo khoa, giáo viên có thể cung cấp một số tư liệu và hình ảnh sau đề giúp học sinh hiểu rõ hơn về ứng dụng và tác hại của các đồng vị phóng xạ đến môi trường.
a/ Một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ Ứng dụng trong công nghiệp[24]
Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân để xây dựng các hệ đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy như đo mức của các bể đựng phối liệu của các nhà máy xi măng và nhà máy giấy; xác định mức trong các hộp bia và nước giải khát; xác định độ ẩm và mật độ giấy trong các nhà máy giấy; các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí... Ưu điểm của phương pháp này là không làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc của các hệ công nghệ, cho phép đo trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và với các dung dịch hóa chất độc hại.
Đặc biệt là ứng dụng trong khai thác dầu khí[38]
Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã thành công trong việc phát triển một số kỹ thuật khảo sát dùng đồng vị phóng xạ đánh dấu, phục vụ công nghệ khai thác dầu tại các mỏ trên thềm lục địa Việt Nam.
Trước đây, công nghệ khai thác dầu khí với phương pháp truyền thống bơm nước vào mỏ để duy trì áp suất vỉa và đẩy dầu về vùng khai thác. Kiểm soát bơm ép nước và hạn chế ngập nước trong giếng khai thác là việc làm rất khó đối với các công ty khai thác.
Gần đây, phương pháp đánh dấu đồng vị phóng xạ được ứng dụng trong khai thác dầu khí để theo dõi sự di chuyển của nước bơm ép trong mỏ, chẩn đoán tối ưu hóa các quá trình công nghệ nhằm góp phần đảm bảo chất lượng, an toàn trong sản xuất và đời
Công nghệ trên được Công ty Khai thác dầu khí Việt Nam và quốc tế sử dụng khai thác trên thềm lục địa Việt Nam tại mỏ Bạch Hổ, Rạng Đông... nhằm tăng cường hiệu quả khai thác.
Hình 4. 1: Mỏ dầu Bạch Hổ (cách bờ biển Vũng Tàu 145 km). Đây là mỏ cung cấp dầu mỏ chủ yếu cho Việt Nam hiện nay
Ứng dụng trong y học[49], [26]
1- Phương pháp xạ trị chiếu trong của bệnh viện Bạch Mai (Hà Nội)
Ở các đơn vị điều trị ung bướu các thiết bị xạ trị nguồn kín nghĩa là dùng năng lượng của các tia bức xạ chiếu từ bên ngoài vào cơ thể người bệnh (vào các khối u). Đây là phương pháp xạ trị ngoài, tuy nhiên nếu các tổn thương ung thư nhiều ổ, nhiều nơi, đặc biệt các vị trí di căn rải rác nhiều nơi, li ti... thì phương pháp xạ trị ngoài này sẽ ít hoặc không có hiệu quả...
Để điều trị những bệnh nhân ung thư có nhiều ổ di căn nhỏ, nằm rải rác khắp cơ thể, người ta phải sử dụng các phương pháp điều trị toàn thân để diệt tế bào ung thư như điều trị bằng hoá chất, sử dụng các đồng vị phóng xạ để đưa vào cơ thể theo đường uống, đường tiêm... Đây được gọi là phương pháp xạ trị chiếu trong. Hiện nay ở Việt Nam, Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu (Bệnh viện Bạch Mai – Hà Nội) là một mô hình lồng ghép đầu tiên về hai chuyên ngành này.
Về nguyên tắc, những tế bào ung thư rất nhạy cảm với các chất phóng xạ. Những chất phóng xạ này khi vào cơ thể (bằng nhiều con đường) sẽ theo dòng tuần hoàn máu đến những nơi có tế bào ung thư, những khối u, những tổ chức ung thư di căn để diệt những tế bào này. Ưu điểm của phương pháp là tiêu diệt được những ổ ung thư đã di căn ở nhiều nơi. Khi mà phẫu thuật hay chiếu xạ ngoài ít hiệu quả, thậm chí trong một số trường hợp không thể thực hiện được. Những bệnh nhân ung thư tuyến giáp thể biệt hoá sau khi phẫu thuật cắt bỏ tuyến giáp và tổ chức ung thư, người ta có thể cho bệnh nhân uống iot phóng xạ ( 131I). 131I sẽ theo dòng máu tìm tới các tế bào ung thư, những tổ chức di căn (vào não, cột sống, phổi, hạch...) và tiêu diệt chúng. Đây là một trong những phương pháp điều trị dùng đồng vị phóng xạ rất hiệu qủa. Nhiều bệnh nhân sau khi dùng 131I và khỏi bệnh vẫn có khả năng sinh sản, có tuổi thọ và cuộc sống sinh hoạt bình thường.
Các phương pháp chiếu xạ trong bằng các đồng vị phóng xạ còn có tác dụng điều trị giảm đau cho các bệnh nhân ung thư di căn vào xương, điều trị một số bệnh ung thư máu (bệnh đa hồng cầu nguyên phát..), ung thư gan bằng các chất keo phóng xạ, ung thư màng bụng, màng phổi.. Tùy vào mức độ tổn thương, khả năng đáp ứng của từng bệnh nhân và loại chất phóng xạ được sử dụng, mà hiệu quả làm mất hoặc giảm cơn đau có thể kéo dài 3 tháng, 6 tháng hoặc hơn 10 tháng cho một lần dùng thuốc phóng xạ, giúp bệnh nhân không phải dùng liên tục, tăng liều và gây nghiện như một số loại thuốc giảm đau khác (như morphin chẳng hạn). Sau những khoảng thời gian này, nếu bệnh nhân còn đau, có thể dùng lặp lại. Tuy nhiên, không phải mọi loại ung thư đều có thể điều trị bằng các chất phóng xạ này.
Hình 4. 2:Bệnh nhân ung thƣ tuyến giáp đáp ứng tốt với điều trị bằng dƣợc chất phóng xạ sau khi đƣợc phẫu thuật và điều trị bằng xạ trị ngoài. (Ảnh: ungthubachmai.com.vn)
2-Phương pháp chụp cắt lớp PET ở bậnh viện Chợ Rẫy (TP HCM)
Bệnh viện Chợ Rẫy là bệnh viện đầu tiên tại Việt Nam đưa vào sử dụng tổ hợp thiết bị PET.CT Biograph Truepoint 64 và thiết bị gia tốc vòng Cyclotron: lần đầu tiên phương pháp chụp cắt lớp positron (Positron Emission Tomography: PET) - một công nghệ chẩn đoán y học hạt nhân hiện đại, có giá trị cao trong chẩn đoán bệnh ung thư sẽ được ứng dụng tại Việt Nam.
Hiện nay, trong khi công nghệ PET đã được ứng dụng khá phổ biến trên thế giới, sử dụng đồng vị phóng xạ 18
F-FDG trong chụp hình PET vẫn chưa được ứng dụng nhiều tại Việt Nam. 18F-FDG là đồng vị phóng xạ có thời gian bán rã chỉ 110 phút nên Việt Nam không thể nhập khẩu mà chỉ có thể sử dụng dược chất phóng xạ này từ nguồn sản xuất tại chỗ.
Nước ta hiện có Trung tâm Gia tốc Quốc gia ứng dụng trong y học và các ngành kinh tế kỹ thuật tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108. Trung tâm bắt đầu sản xuất đồng vị phóng xạ 18F-FDG, 11C, 67Ga và 201Tl vào năm 2009. Hiện tại, 2 trung tâm gia tốc khác cũng sắp được triển khai tại Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh và dự kiến ở nhiều tỉnh thành khác.
18
F-FDG còn gọi là fluorodeoxyglucose (18F)
Hình 4. 3: Công nghệ chụp PET/CT. (Ảnh: impe-qn.org.vn) Ứng dụng trong nông nghiệp[29], [28]
Nghiên cứu sử dụng bức xạ Gamma kết hợp với những tác nhân khác để cải tạo giống cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nghiên cứu các quá trình sinh học như vấn đề dinh dưỡng cây, được kết hợp với các ngành khác thực hiện từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu chiếu xạ một số giống cây (ngô, khoai, lúa, một số loài hoa, dâu tằm,...) ở liều kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất cao hơn hoặc thích hợp hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu quy trình nhân giống vô tính in-vitro, nuôi cấy tế bào một số loài hoa, cây đặc sản và cây rừng quý hiếm cũng được tiến hành.
Hình 4. 4: Lúa cao sản CL-8. (Ảnh: khuyennongvn.gov.vn)
Từ việc áp dụng kỹ thuật gây đột biến và công nghệ phóng xạ, nhóm nhà nghiên cứu Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 chọn tạo và sản xuất thành công giống lúa cao sản mới CL-8 cho năng suất và chất lượng cao. Thí nghiệm được ứng dụng tại xã Thanh Lãng huyện Bình Xuyên (Vĩnh Phúc) ở cả hai vụ xuân và vụ mùa.
Ứng dụng thứ hai là chiếu xạ để tiệt sản côn trùng, các loài sâu gây bệnh cho cây trồng. Chiếu xạ để tiệt trùng, tiêu diệt các mầm bệnh, nấm mốc, vi khuẩn…, tăng thời gian bảo quản nông sản. “Nhiều nước trên thế giới hiện nay yêu cầu nông sản nếu muốn vào thị trường họ, bắt buộc phải chiếu xạ. Ví dụ, nếu không chiếu xạ, thanh long Việt Nam không thể xuất khẩu sang thị trường Mỹ”, Viện trưởng Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam Lê Huy Hàm cho biết.
Ngoài ra người ta còn ứng dụng đồng vị phóng xạ đánh dấu các phần tử trong phân bón, từ đó đánh giá được hiệu quả sử dụng phân bón, giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu quả kinh tế. Hay có thể sử dụng đồng vị phóng xạ để xác định lượng và phương thức xói mòn của đất. Với cách này, có thể xác định được đất sườn đồi bị rửa trôi đi đâu, bao nhiêu, từ đó đề xuất các phương pháp phòng chống xói mòn.
b/ Tác hại của các chất phóng xạ[53], [27]
Các chất phóng xạ có trong tự nhiên tồn tại trong môi trường ở mọi dạng: rắn, lỏng và cả khí nữa. Bằng nhiều con đường, các chất phóng xạ đó tiếp cận với con người. Qua mũi và miệng chúng có thể thâm nhập vào bên trong cơ thể.
Thông số quan trọng nói lên mức độ tác động của bức xạ lên cơ thể con người là “liều chiếu hiệu dụng” có đơn vị đo là Silvert (ký hiệu Sv). Do Sv là một đơn vị đo rất lớn, nên trong thực tế thường dùng đơn vị nhỏ hơn là môt phần nghìn Sv, hay milli Silvert (ký hiệu mSv).
Hình 4. 5: Phế liệu phóng xạ gây nhiều tác hại đối với sức khỏe con người, từ ung thư cho đến tử vong.( Ảnh: Blacksmith Institute.)
Hình 4. 6: Kiểm tra phóng xạ cho ngƣời dân. (Ảnh: khoahoc.com.vn)
Phóng xạ chắc chắn gây ung thư tuyến giáp, có thể gây bệnh bạch cầu. Quá nhiều phóng xạ làm tăng nguy cơ ung thư trong những năm sau khi phơi nhiễm. Nhưng lượng phóng xạ bao nhiêu và thời gian phơi nhiễm bao lâu là nguy hiểm vẫn là điều các nhà khoa học chưa thống nhất.
Liều lượng phóng xạ cao trên 500 millisievert làm tăng nguy cơ mắc bệnh máu trắng, ung thư vú, bàng quang, gan, phổi, thực quản, buồng trứng, dạ dày và tủy.
Trẻ em là đối tượng dễ bị ung thư tuyến giáp nhất. Iot phóng xạ được tìm thấy trong tuyến giáp ở cổ. Iot kali có thể ngăn chặn quá trình cơ thể nhiễm phóng xạ tốt nhất nếu được uống trong vòng 12 giờ sau khi phơi nhiễm.